Автореферат (1173119), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В качестве аналога в работе также были использованы дваимпортных клея марок Betamate-2096 и Justant-PAK. Клей марки Betamate2096 относится к группе термореактивных клеев на основе эпоксидногоолигомера, широко используется при ремонте автомобильных кузовов и посвоим свойствам близок к клею ВК-9. Клей марки Justant-PAK относится кклассу клеев-расплавов и широко используется при производстве бытовойтехники.Эксплуатационные свойства клеевых соединений оценивались по ихстойкости в различных рабочих средах. В качестве рабочих сред быливыбраны: вода, 5% водный раствор NaCl (аналог антигололедного реагента)и машинное масло. Выдержка проводилась при комнатной температуре втечение 60 дней.
Стойкость оценивалась по величине коэффициентасохранения свойств. В результате проведенных исследований установлено,что все исследуемые клеевые материалы характеризуются высокойстойкостью к длительному воздействию машинного масла, воды и 5%водного раствора NaCl. По сравнению с эпоксидными клеями, клеи-расплавынесколько теряют свои свойства, но эти потери не превышают 10%.Для всех выбранных типов клеев определены значения прочностиклеевых соединений и величины их среднеквадратических отклонений.Установлено, что по прочностным характеристикам все клеи-расплавыблизки между собой, предел прочности при сдвиге составляет 2,5; 3,2 и 4,2МПа для клеев Теплак-2П, Летек и МС-1 соответственно. Величинысреднеквадратического отклонения для клея Теплак-2П и МС-1 составили 18и6%соответственноотсреднейпрочности.Величина12среднеквадратического отклонения для клея МС-1 в 3 раза меньше, чем дляклея Теплак-2П, что позволяет при прочих равных условиях отдать именноэтому клею предпочтение.Далее в работе были проведены механические испытанияклееклепанных соединений на срез.
Образцы изготавливались со всеми ранеевыбранными типами клеев и самопробивными заклепками. Для оценкивлияния качества подготовки поверхности на прочностные свойстваклееклепанных соединений, при проведении испытаний каждой марки клеяизготавливались клееклепанные образцы без предварительной подготовкиповерхности и с подготовкой поверхности (табл. 1).Таблица 1Результаты определения средней максимальной нагрузки на сдвиг (срез) длязаклепочных и клееклепанных соединений с различными марками клеевПодготовкаповерхностиОтсутствовалаИспользоваласьМаксимальная разрушающая нагрузка на срез, кгсБезМарки клеевклеяЛетек Теплакс- МС-1Justant Betamate2ПPAK2096251320300322320520330325330329550В работе, методами структурного анализа, оценивалась способностьклея-расплава в жидком состоянии самопроизвольно растекаться поповерхности металла.
В результате проведенных исследований установлено,что клей марки Теплакс-2П существенно хуже, чем клеи марок Justant-PAK,Летек и МС-1 смачивает поверхность и имеет худшие конфикционныесвойства. Для клея Теплакс-2П исследовалось влияние температуры расплавана качество растекания (рис. 3) и установлено, что повышение температурыне приводит к улучшению смачивания, поскольку даже при повышениитемпературы выше температуры текучести на 20С клей не растекается пометаллической поверхности сплошным слоем. Однако при повышениитемпературы снижается толщина клеевого слоя, что приводит к появлениюсущественно более мелкого узора.
Клеи-расплавы марок Justant-PAK, МС-1 иЛетек полностью смачивают поверхность металла, растекаясь по нейсплошным слоем. Для всех исследованных клеев-расплавов между заклепкойи клеем имеется полный контакт, что приводит к образованию сплошногоклеевого пояса вокруг заклепки, что наблюдается даже для плохосмачивающего клея Теплакс-2П. Наиболее ровный и широкий пояс полученпри использовании клея марки МС-1.
При застывании клея-расплаваТеплакс-2П не происходит образования пор, тогда как при застывании клеяJustant-PAK и Летек имеются многочисленные поры. При застывании клеярасплава марки МС-1 поры также не образуются, однако клеевой материалзастывает на поверхности заклепки неровным слоем.13а)б)в)г)д)е)Рисунок 3 – Фото поверхности клееклепанного соединения на клеерасплаве марки Теплакс-2П, расплавленного до температуры: 120С (а, б);110С (в, г); 100С (д, е)По результатам структурных исследований установлено, что наименеедефектную структуру имеют клеи марок Теплакс-2П и МС-1.В работе исследовалась ремонтопригодность клееклепанных соединенийпри ремонте автомобильных кузовов.
С этой целью оценивалось время,необходимое для полного удаления клея с поверхности металлическогообразца после высверливания заклепки. Удаление остатков клея проводилипри комнатной температуре и после нагрева образцов в термошкафу дотемпературы +100С. Все испытания по удалению клея проводились настандартных образцах на сдвиг. Фото поверхностей образцов, послеудаления с них остатков клея приведены на рис. 4.14а)б)в)г)Рисунок 4 – Фото различных участков поверхности клееклепанногосоединения после демонтажа и удаления термопластичного клея: Justant-PAK(а), Летек (б), МС-1 (в) и Теплакс-2П (г)В результате проведенных исследований установлено, что эпоксидныеклеи, даже после их предварительного прогрева не удаляются вручную сметаллической поверхности, в отличие от всех испытанных клеев-расплавов.Демонтаж клееклепанных соединений с эпоксидным клеем осложняется тем,что из-за высокой прочности клея и отсутствия термопластичности,требуется применение дополнительной силовой нагрузки и использованиедополнительных инструментов, что приводит к повышению трудоемкостиработ по демонтажу.
После удаления термопластичного клея Justant-PAK(рис. 4, а) и Летек (рис. 4, б) на поверхности образцов зафиксированы очагикоррозии, что свидетельствует о невозможности использования данныхматериалов при ремонте кузовных элементов автомобилей.
После удаленияклеевых материалов марок МС-1 (рис. 4, в) и Теплакс-2П (рис. 4, г)наблюдается чистая поверхность.Основным преимуществом использования клеев-расплавов при созданииклееклепанных соединений при ремонте автомобильных кузовов являетсяпростота демонтажа соединения. Прочность и жесткость клееклепанныхсоединений в условиях статических, динамических и вибрационных нагрузок15выше, чем клепанных или клеевых, что связано с тем, что при нагрузках,например, статическом трехточечном изгибе, деформирование конструкциине сопровождается поворотом силовых точек относительно друг друга.Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованиюсвойств клееклепанных соединений в зависимости от технологии клепки.Проведено обоснование выбора типа заклепок используемых присоздании клееклепанных соединений при ремонте автомобильных кузовов иисследовано влияния технологических факторов на прочностные свойстваклееклепанных соединений.Рассмотрены преимущества и недостатки вытяжных и самопробивныхзаклепок, необходимое технологическое оборудование и инструменты.
Наосновании проведенных исследований выбраны материалы и технологии дляпроизводства и ремонта автомобильных кузовов.Проведены механические испытания клееклепанных соединений,собранных с использованием разных типов заклепок (вытяжных исамопробивных) и установлено, что прочность клееклепанного соединениянезначительно выше, чем прочность клепанного. Для вытяжной заклепкиувеличение прочности за счет использования клея составило 0,5%, а длясамопробивной 20%.Проведен структурный анализ стержня и корпуса вытяжных заклепок,изготовленных из сталей Ст 10Ю (вытяжная заклепка) и Ст 40Х (прессоваязаклепка).
В результате проведенных исследований установлено, чтоматериалы, из которых изготовлены заклепки, имеют хорошуюпластичность, что обеспечивает формирование головки заклепки заданногокачества. При контакте с материалом склепываемых деталей не происходитэлектрохимической коррозии.В работе проведены исследования прочности клееклепанныхсоединений после выдержки в агрессивных средах. Выдержкуклееклепанных образцов проводили при комнатной температуре в течение 3месяцев, стойкость оценивалась по величине коэффициента сохранениясвойств (табл. 2).
По окончании испытаний, части разрушенных образцоввизуально осматривались и определялся характер повреждения. Всеиспытанные образцы были разделены на группы в зависимости от видаразрушения: по плоскости склеивания, по клею и по заклепке. Образцы,которые имели когезионный характер разрушения, исследовались наоптическом микроскопе, что позволило уточнить характер разрушения. Врезультате проведенных исследований установлено, что более 80% образцовимеет адгезионно-когезионный вид разрушения соединений, чтосвидетельствует о высокой прочности используемого клея.Сравнительныйанализрезультатовиспытанийклеевыхиклееклепанных соединений показал, что прочность клееклепанныхсоединений в меньшей степени зависит от продолжительности воздействияводы и машинного масла, чем прочность клеевых соединений.16Таблица 2Значения коэффициентов сохранения свойств клееклепанныхсоединений после выдержки в различных средахМарки клеевЛетекТеплак-2ПМС-1ВК-9К-300Betamate-2096Justant-PAKЛетекТеплак-2ПМС-1ВК-9К-300Betamate-2096Justant-PAKВодаМаслоСамопробивная заклепка0,850,930,910,870,950,9510,981110,850,93Вытяжная заклепка0,9810,960,980,960,97111111115% раствор NaCl0,950,961111110,9511111Пятая глава посвящена вопросам разработки технологическихпроцессов ремонта автомобилей с применением клееклепанной технологии иоценке ее технико-экономической эффективности.На основании результатов экспериментальных исследований клепанныхи клееклепанных соединений с двумя типами заклепок (вытяжные исамопробивные)разработанытехнологическиерекомендациидлявыполнения каждого перехода в условиях авторемонтного производства иметоды контроля их качества.
Составлен перечень типовых дефектов приклееклепке автомобильных кузовов, к которым относятся: прогибповерхности соединяемых деталей, вздутие металла под головками заклепок,вмятины на соединяемых деталях и головках заклепок, не полная (малая)замыкающая головка, деформирование (изгиб) стержня заклепки,расплющивание стержня, неплотное прилегание замыкающей и закладнойголовок заклепки, несоосность замыкающей и закладной головок заклепки,отклонение заклепок от заданной оси, непроклеи, низкая адгезионнаяпрочность. Для каждого из выше перечисленных дефектов выявленывозможные причины их возникновения и предложены способы устранения.Разработаны рекомендации по применению технологии созданияклееклепанных соединений при ремонте автомобильных кузовов для разныхтипов производств. Для мелкосерийного и единичного авторемонтногопроизводства рекомендовано использовать самопробивные заклепки ипневматические заклепочники, которые позволяют создавать большие17усилия для формирования замыкающей головки заклепки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
